Главная страница

О нас

Физика и техника

Философия

УФО-логия

Астрология

Медицина

Прочее

Конференции

Каpта Сайта

Поиск

 

Полевая природа элементарных частиц

    "... элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгущения электромагнитного поля, ..."
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.

    Введение тока смещения в уравнения позволило Максвеллу предсказать существование электромагнитных волн, но в уравнениях не учитывается дискретная природа токов смещения (вихревых электрических полей), приводящая к дискретности электромагнитных волн. В результате анализа дискретных возмущений поля и волновых свойств замкнутых токов смещения была обнаружена система в виде спектра волновых моделей, которые по своим свойствам совпали со свойствами элементарных частиц, что привело к возникновению волновой теории строения элементарных частиц.

    "... согласно последовательной теории поля весомую материю или составляющие ее элементарные частицы также следовало бы рассматривать как особого рода "поля", или особые "состояния пространства". Однако приходится признать, что при современном состоянии физики такая идея преждевременна, так как до сих пор все направленные к этой цели усилия физиков-теоретиков терпели провал. Таким образом, теперь мы фактически вынуждены различать "материю" и "поля", хотя и можем надеяться на то, что грядущие поколения преодолеют это дуалистическое представление и заменят его единым понятием, как это тщетно пыталась сделать теория поля наших дней."
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.:Наука. 1966. Т.2. С.154.
    "Единая теория поля - единая теория материи, призванная свести все многообразие свойств элементарных частиц и их взаимопревращений (взаимодействий) к небольшому числу универсальных принципов. Такая теория еще не построена и рассматривается скорее как стратегия развития физики микромира."
Физическая энциклопедия. ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.
    "... разделение материи на две формы - поле и вещество - оказывается довольно условным."
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.337.
    "Выявление определенной степени единства вещества и поля привело к углублению представлений о структуре материи."
Физическая энциклопедия. ВЕЩЕСТВО.

    Исходя из единства природы вещества и поля и представлений, что частицы материи являются возбужденными состояниями поля - "сгустками электромагнитной энергии", волновая теория рассматривает строение элементарных частиц, как комбинаций различных видов дискретных электромагнитных волн: поперечных, продольных, стоячих (фотоны, лептоны, адроны). Теория показывает, что, если учитывать квантовый характер возмущений поля, то можно построить и рассчитать не только дискретные поперечные электромагнитные волны (возмущения) - фотоны, но и остальные элементарные частицы. Приведены расчеты всех стабильных и нескольких резонансных частиц; например, расхождение массы протона - 0.25%, магнитного момента - 0.008%. Получено совпадение расчетных и экспериментальных данных: массы, спина, магнитного момента, странности, размеров, радиуса ядерных сил и других характеристик. Дано объяснение барионному заряду, отличию адронов от лептонов, объяснен резонансный характер сильного взаимодействия, найдена максимальная энергия электрического поля, которой может обладать элементарный заряд, вычислена минимальная масса, которую может иметь адрон, объяснено, почему Эта-мезон и Bs-мезон не могут иметь электрический заряд и т. д.

    "Не является ли более привлекательной картина, в которой адроны представляют собой сложные динамические системы, имеющие общие черты с атомами ..."
О физике и астрофизике. В.Л.Гинзбург. 1995. С.63.

    Разделяя взгляды на частицы, как на системы, имеющие общие черты с атомами, волновая теория впервые рассмотрела орбитально-волновые модели элементарных частиц (на орбитах укладываются целые длины волн, как в атомах) и стало возможным рассчитывать то, что раньше можно было получить только экспериментальным путем. Теория является последовательной, она не вводит новых постулатов, основываясь на уже известных законах физики. Например, из гипотезы Максвелла, утверждающей, что полный ток всегда замкнут, следует, что продольные электромагнитные волны могут существовать только в виде замкнутых токов смещения, которые также дискретны, но, в отличие от поперечных волн, могут покоиться. Дискретность токов смещения объясняется квантовой природой поля, где возмущения поля всегда дискретны и кратны кванту поля, т. е. элементарное возмущение электрического поля равно элементарному электрическому заряду (кванту заряда). Отсюда - дискретность электромагнитных волн, токов проводимости, токов смещения и магнитных потоков, все они образованы движением дискретных возмущений электрического поля.
    На первый взгляд трудно представить, и это совершенно естественно, что вся материя имеет полевую природу, а вещество состоит из электромагнитных волн. С другой стороны, уже никого не удивляет тот факт, что поперечные электромагнитные волны - это стабильные элементарные частицы полевого происхождения (фотоны - первые элементарные частицы, для которых было установлено, что они имеют полевую природу).

    "... СТО создала предпосылки для того, чтобы считать электромагнитное излучение одной из форм материи, а световые кванты - реальными элементарными частицами."
Физический энциклопедический словарь. ФОТОН.

Загрузить ВОЛНОВУЮ ТЕОРИЮ (полный текст)
http://www.chat.ru/~wtheory/theory.zip

 

Две концепции электромагнитного поля

    "В квантовой физике электромагнитное поле интерпретируется как "газ" элементарных частиц - фотонов, ..."
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
    "При больших частотах электромагнитного поля становятся существенными его квантовые (дискретные) свойства, и электромагнитное поле можно рассматривать как поток квантов поля - фотонов."
Физический энциклопедический словарь. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

    Так как поток квантов электромагнитного поля (фотонов) - это поле электромагнитных волн с дискретными свойствами (фотон - квант света), в данной концепции возникают проблемы с терминологией, например, "возмущение электромагнитного поля" означает "возмущение электромагнитных волн", т. е. модуляцию волн.

    "Электромагнитными волнами называются возмущения электромагнитного поля, распространяющиеся в пространстве."
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.343.

    В другой концепции электромагнитное поле представляет совокупность двух полей - электрического и магнитного, при этом электродинамика рассматривает магнитное поле как релятивистский эффект, связанный с запаздыванием распространения электрического поля, т. е. магнитное поле - это одна из форм проявления электрического поля, возникающая как чисто релятивистский эффект. Поэтому в данной концепции свойства электромагнитного поля можно рассматривать как различные формы проявления электрического поля.

    "В результате магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических зарядов ..."
    "... магнитное поле выступает как вспомогательное, характеризующее историю эволюции основного электрического поля."
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
    "Таким образом, появление магнитного поля токов есть чисто релятивистский эффект ..."
    "Всякое возмущение в пространстве распространяется со скоростью не выше скорости света. В частности, электрическое поле при смещении точечного заряда не просто переместится вместе с зарядом, как в случае бесконечно большой скорости распространения поля, а меняется более сложным образом. Возникают эффекты, связанные с запаздыванием появления поля на больших расстояниях от заряда, которые могут быть описаны введением индукции магнитного поля."
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.300.

 

Элементарные полевые формы материи

    В тексте используется термин "электрическое поле", так как свойства электромагнитного поля всегда можно представить как различные формы проявления электрического поля. Магнитное поле, как одна из форм проявления электрического поля, рассмотрено отдельно.

    "Вакуум в квантовой теории - основное состояние квантованных полей, обладающее минимальной энергией, ..."
Физическая энциклопедия. ВАКУУМ.
    "Заряд изменяет пространство вокруг себя, что приводит к возникновению электрического поля с определенной плотностью энергии."
Неускорительная физика элементарных частиц. Г.В.Клапдор-К. 1997. С.15.

    Поле в вакуумном состоянии присутствует всюду, поэтому электрический заряд образует не поле, а возмущение электрического поля, которое, представляя заряд, также измеряется в кулонах: чем больше заряд, тем больше возмущение, т. е. кулон - это мера возмущения электрического поля. Там, где возникает возмущение, энергия поля не равна нулю, т. е. поле реально проявляется, поэтому считается, что заряд создает поле, хотя это не совсем точно, так как электрическое поле существует в каждой точке пространства, но там, где нет зарядов, оно находится в нулевом вакуумном состоянии. Заряды не создают электрическое поле, заряды, возбуждая поле, создают возмущение.

    "Но поле, возбуждаемое зарядами, реально существует в каждой точке пространства, ..."
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.10.
    "... вакуум является универсальной средой, в которой возбуждается электромагнитное поле."
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.11.
    "Возбужденными называются все состояния, кроме основного состояния (состояния с минимальной энергией)."
Физический энциклопедический словарь. ВОЗБУЖДЕННОЕ СОСТОЯНИЕ.
    "Очень важную роль играет состояние поля с наименьшей энергией, которое называется вакуумом."
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
    "Вакуум физический, в квантовой теории поля - низшее энергетическое состояние квантованных полей, ..."
Физический энциклопедический словарь. ВАКУУМ ФИЗИЧЕСКИЙ.

    Согласно квантовым представлениям все поля имеют квантовую природу.

    "... строго сохраняющимся квантовым числом является электрический заряд ..."
Физическая энциклопедия. КВАНТОВЫЕ ЧИСЛА.

    Электрическое поле имеет квантовую природу, его возмущения всегда дискретны и кратны кванту поля, т. е. элементарное возмущение электрического поля равно элементарному электрическому заряду (кванту заряда). Области возмущения электрического поля могут быть положительные или отрицательные относительно нулевого вакуумного состояния поля, т. е. относительно состояния равновесия вакуумной среды - квантового электрического поля.

    "Возмущение - любое отклонение какой-либо физической величины, характеризующей состояние системы (например, напряженности электрического поля), от значения, которое она имела при нахождении системы в состоянии равновесия."
Энциклопедия элементарной физики. ВОЗМУЩЕНИЕ.
    Т. е. напряженность электрического поля связана с возмущениями, которые представляют положительные или отрицательные отклонения от состояния равновесия поля.

    В электродинамическом вакууме свойства электрического поля полностью описываются напряженностью электрического поля."
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.

    "... изменение состояния одной частицы сопровождается, вообще говоря, изменением ее энергии и импульса, а изменение силы, действующей на другую частицу, наступает лишь через конечный промежуток времени. Доли энергии и импульса, отданные одной частицей и еще не принятые второй, принадлежат в течение этого времени переносящему их полю. Поле, переносящее взаимодействие, является, таким образом, само по себе физической реальностью."
Физическая энциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.

    Доли энергии и импульса, отданные одними частицами и еще не принятые другими, принадлежат в течение этого времени переносящим их возмущениям электрического поля. Т. е. это - не связанные с частицами, самостоятельно распространяющиеся возмущения; в тексте под возмущениями поля, в основном, имеются ввиду именно они.

    "Запаздывание изменений взаимодействия электрических зарядов при их ускоренном движении доказывает справедливость теории близкодействия, т. е. существование электрического поля как материального объекта, способного действовать на электрические заряды. Скорость света есть скорость распространения изменений, возникающих в электрическом поле при ускоренном движении электрических зарядов."
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.133.

    Скорость света есть скорость распространения изменений (возмущений) в электрическом поле, т. е. электрическое поле - это материальная среда, в которой возмущения распространяются со скоростью света. Так как могут распространяться дискретные волны (возмущения) - это волновое квантовое электрическое поле.

    "Всякое возмущение в пространстве распространяется со скоростью не выше скорости света."
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.300.

    "Волны, изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в этой среде и несущие с собой энергию."
    "Волны могут различаться по тому, как возмущения ориентированы относительно направления их распространения."
Физический энциклопедический словарь. ВОЛНЫ.

    Продольно ориентированное возмущение:
    (-)(+)
    Поперечно ориентированное возмущение:
    (+)
    (-)
    Направление распространения:
    --->

    В токах проводимости и токах смещения ориентация возмущений электрического поля продольная, в фотонах - поперечная. Например, переменный ток смещения между обкладками конденсатора представляет распространение продольных возмущений электрического поля. Также в волноводах могут распространяться волны как с продольной, так и с поперечной ориентацией возмущений электрического поля (TM, TE-волны).

    "... согласно Максвеллу, через конденсатор "протекают" токи смещения, причем в тех участках, где отсутствуют проводники. ... на концах проводника обрывается лишь ток проводимости, а в диэлектрике (вакууме) между концами проводника имеется ток смещения, который замыкает ток проводимости."
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.249.
    "При этом типе волны (TM-волна) ... электрическое поле имеет продольную составляющую."
Антенны. С.И.Надененко. 1959. С.456.

    "В металлических проводниках имеются носители тока - электроны проводимости, которые могут под действием электрического поля перемещаться по всему проводнику."
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.198.

    Представим два металлических шара, на одном из которых находится электрический заряд, образующий возмущение электрического поля. Если шары соединить проводником, то возникнет ток, и возмущение электрического поля распространится на другой шар. Без распространения возмущений поля нет тока, т. е. ток проводимости - это перемещение заряженных частиц, сопровождаемое распространением возмущений. Ток смещения - это распространение возмущений поля без перемещения заряженных частиц. Ток смещения распространяется со скоростью света, обладает магнитной энергией и является такой же физической реальностью, как и поле. Например, если отключить напряжение с обкладок конденсатора в тот момент, когда между ними течет ток смещения, то, распространяясь со скоростью света как возмущение поля, ток смещения, еще некоторое время продолжая течь, будет создавать на обкладках конденсатора напряженность электрического поля.

    "Ток смещения входит в Максвелла уравнения на равных правах с током, обусловленным движением зарядов."
Физический энциклопедический словарь. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.
    "Наличие токов смещения подтверждено экспериментально ..."
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.251.

    Ток проводимости и ток смещения - это движение продольно ориентированных возмущений электрического поля. Поперечные электромагнитные волны - это движение поперечно ориентированных возмущений электрического поля. Возмущения электрического поля распространяются со скоростью света. Например, с помощью антенн можно преобразовать продольные возмущения в поперечные и наоборот. С квантовой точки зрения возмущения квантового электрического поля всегда дискретны и кратны кванту поля - элементарному электрическому заряду (кванту заряда).
    Элементарная частица фотон (дискретная поперечная волна) - это поперечное возмущение, состоящее из двух разноименных областей возмущения в один квант заряда.
    Продольные возмущения поля являются токами и, согласно гипотезы Максвелла о замкнутости токов, всегда замкнуты, поэтому продольные электромагнитные волны существуют только в виде замкнутых токов смещения, которые также дискретны, но, в отличие от поперечных волн - фотонов, могут покоиться; они, представляя различные комбинации, образуют спектр остальных элементарных частиц. На то, что микрочастицы представляют дискретные замкнутые токи (волны) указывают также экспериментальные факты.

    "... замкнутые токи и связанные с ними магнитные моменты."
Физическая энциклопедия. МАГНЕТИЗМ МИКРОЧАСТИЦ.
    "... нуклоны обладают сложной внутренней структурой, т. е. внутри них существуют электрические токи, ..."
Физический энциклопедический словарь. НЕЙТРОН.
    "... элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгущения электромагнитного поля, ..."
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.

    "Понятие электромагнитного импульса было введено Максом Абрагамом еще до возникновения теории относительности."
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.24.
    "Импульс электромагнитного поля p=W/c, ... получим p=mc=W/c, отсюда W=mc². Это соотношение между массой и энергией электромагнитного поля является универсальным законом природы."
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.301.
    Т. е. вывод данной формулы не связан с теорией относительности.

    Взаимопревращения элементарных частиц ("сгустков электромагнитной энергии") - это переход одной формы электромагнитной энергии в другую, т. е. различные формы материи - это различные формы электромагнитной энергии, поэтому соотношение W=mc² между электромагнитной энергией и массой является универсальным законом природы (соотношение определяется скоростью электромагнитных волн, из которых образованы элементарные частицы).

    "... электромагнитный процесс превращения электрона и его античастицы - позитрона при их столкновении в электромагнитное излучение. ... материя в этом процессе не уничтожается, а лишь превращается из одной формы в другую."
Физический энциклопедический словарь. АННИГИЛЯЦИЯ ПАРЫ.
    Это электромагнитный процесс превращения продольных электромагнитных волн в поперечные.

    "Энергия не возникает из ничего и не исчезает, она может только переходить из одной формы в другую. ... Энергия покоя может переходить в другие виды энергии при превращениях частиц."
Физический энциклопедический словарь. ЭНЕРГИЯ.
    "... СТО создала предпосылки для того, чтобы считать электромагнитное излучение одной из форм материи, а световые кванты - реальными элементарными частицами."
Физический энциклопедический словарь. ФОТОН.
    "В таком подходе частицы выступают как возбужденные состояния системы (поля)."
Физическая энциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.
    Все частицы материи, а не только фотоны, представляют электромагнитные волны (возмущения поля) и, как возбужденные состояния поля, обладают волновыми свойствами.

    Любые возмущения поля являются материальными образованиями - обладают энергией (массой), а так как они дискретны, то представляют частицы материи.
    В поперечном возмущении разноименные области расположены поперечно направлению движения, т. е. протяженность поперечного возмущения равна половине его длины волны.
    Продольное возмущение электрического поля:
    (-)(+)
    Поперечное возмущение электрического поля:
    (+)
    (-)
    Направление движения электрического возмущения:
    --->
    Электромагнитные кванты (порции) с продольной или поперечной ориентацией возмущений являются устойчивыми образованиями за счет неделимости дискретных областей возмущения, т. е. такие возмущения, представляя нейтральные образования, имеют разноименные области в один квант заряда. Дискретность возмущений является проявлением корпускулярных свойств поля.

    "... опыт показывает, ... у поля выявляются корпускулярные свойства, ..."
Физическая энциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.
    Т. е. поле дискретно - состоит из квантов. Дискретная положительная область возмущения электрического поля условно имеет избыток в один квант заряда, отрицательная - недостаток. Если где-то возникает область с избытком, то обязательно возникает и область с недостатком - дырка, тем самым выполняется закон сохранения заряда. Смещение квантов приводит к образованию разноименных областей возмущения поля, поэтому возмущения всегда связаны с токами смещения.
 
    Замкнутость - форма существования тока:
    "Полный ток, равный сумме тока смещения и тока проводимости, всегда является замкнутым."
Физический энциклопедический словарь. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ.
    Т. е. является замкнутым, даже если имеется только ток смещения, например, в виде вихревого электрического поля.
 
    Токи смещения замыкаются по кратчайшему пути, поэтому продольные электромагнитные волны, представляющие продольные переменные токи смещения, замкнуты по минимуму - орбита равна длине волны (исключением является распространение продольных электромагнитных волн в волноводах). Замкнутость продольных электромагнитных волн не позволяет использовать их в радиосвязи.
    Замкнутые продольные электромагнитные волны иногда наблюдаются во время грозы в виде светящихся шаровидных образований. Большой переменный (высокочастотный) ток смещения, вызывая свечение воздуха, постепенно разогревает его, что может привести к электрическому пробою в виде взрыва (хлопка). Такие замкнутые токи смещения могут выводить из строя электроприборы, а также может произойти поражение людей электрическим током при соприкосновении с ними. Во время грозы впереди молнии распространяется предпробойный ток смещения (ток поляризации) и, если молния меняет направление, например, разветвляется, то "разорванные" токи смещения, замкнувшись, могут вызвать свечение воздуха (предпробойные процессы).

    "... в точке разветвления пересекалось несколько каналов. После прекращения разряда в этом месте остался светиться шар, ..."
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.38.
    "... шар, светящийся так, как светятся возбужденные атомы азота."
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.47.
    "Видимо, капли дождя, падающие на молнию, испарялись, так как от нее поднимался пар. Слышалось шипение, напоминающее электросварку. Затем звук стал более высоким, молния взорвалась с сильным хлопком и исчезла. При этом она распалась на мелкие искры."
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.85.
    Т. е. в воздухе произошел электрический пробой - замкнутый переменный ток смещения перешел в ток проводимости, что также наблюдается при соприкосновении с токопроводящими предметами.

    "Вслед за этим шаровая молния притянулась к батарее центрального отопления и исчезла с резким шипением, проплавив участок батареи в 3-4 мм."
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.38.
    "Вдруг шар резко притянулся к дубу, стоящему в нескольких метрах от наблюдателей, к которому был прислонен металлический багор, укрепленный на высокой деревянной ручке. Поднявшись вверх, шар ударил в багор. Возникла ослепительная вспышка, и между багром и землей образовалось что-то похожее на канал обычной молнии. В стороны полетел веер искр и шар исчез. ... багор сильно оплавился, на нем появились подтеки свежерасплавленного металла, острие расплавилось и превратилось в бесформенную шишку."
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.96.
    "Эти оплавления имеют место только при прямом контакте с шаровой молнией и свидетельствуют лишь о том, что при таком контакте может выделиться значительная энергия, но отнюдь не о высокой температуре вещества молнии. Доказательством этого может служить то, что во многих случаях при значительном оплавлении металлических частей предмета неметаллические части его остаются нетронутыми."
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.87.

    Шаровая молния является наглядным подтверждением того, что, кроме токов проводимости, в природе существуют также токи смещения, которые в свободном состоянии замкнуты.
    В перспективе освоение замкнутых продольных электромагнитных волн может привести, например, к созданию "вакуумного накопителя энергии". Вакуум является "идеальным проводником" для тока смещения, при этом, когда на орбитах укладываются целые длины волн (как в атомах), нет излучения.

    "Ток смещения, в отличие от тока проводимости, не сопровождается выделением теплоты."
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.290.

 

Дискретное поперечное возмущение поля

    "Начнем с простой механической аналогии. Если ударить по какому-либо месту натянутого шнура, то от места удара в противоположных направлениях побегут два поперечных возмущения."
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.248.

    Фотон является дискретной поперечной волной (поперечное возмущение); его свойства можно представить, рассмотрев другие поперечные волны, например, одиночный "горб, бегущий вдоль по шнуру". Волна (возмущение) локализована в конечной области на шнуре, переносит энергию и импульс. В начале горба шнур, поднимаясь (смещаясь), и в конце, опускаясь, образует момент количества движения, который ориентирован поперечно направлению движения волны. У поперечных возмущений момент импульса всегда имеет поперечную ориентацию.

    "... уединенные волновые возмущения, локализованные в ограниченной области пространства, проявляют свойства дискретных объектов (частиц или квазичастиц); ..."
    "Они (солитоны - уединенные возмущения) обнаруживают поведение, роднящее их с материальными частицами: они локализованы в конечной области; перемещаются без деформации, перенося энергию и импульс, момент импульса; способны сохранять свою структуру при взаимодействиях (соударениях) с такими же объектами, могут образовывать связанные состояния, объединяться в коллективы (ансамбли) и т. д."
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.

    Чтобы представить, как устроен фотон - квант света, надо проанализировать процессы, протекающие в электромагнитной волне.

    "Электромагнитными волнами называются возмущения электромагнитного поля, распространяющиеся в пространстве."
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.343.
    "... свет есть частный случай электромагнитных волн. От всех остальных электромагнитных волн свет отличается только количественно - длиной волны."
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.18.
    "... распространение света нужно рассматривать не как непрерывный волновой процесс, а как поток локализованных в пространстве дискретных световых квантов, движущихся со скоростью распространения света в вакууме. Кванты электромагнитного излучения получили название фотонов."
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.378.

    Максвелл еще в 1865 году описал электромагнитные волны, как возмущения в виде вихревых электрических полей, поэтому свет не является чем-то неизвестным. Существенное, что изменилось со времен Максвелла, - была установлена квантовая природа полей и дискретность токов, а так как вихревое электрическое поле представляет ток смещения квантов электрического поля, его дискретность приводит к дискретности возмущений, т. е. к дискретности электромагнитных волн в виде квантов света - фотонов.

  .-(+)-.
 /       \
\/       /\ Направление движения возмущения поля --->
 \       /
  `-(-)-'

    На рисунке условно изображено дискретное поперечное возмущение квантового электрического поля. Знаком (+) обозначена положительная область возмущения, знаком(-) - отрицательная. Стрелки "/\" и "\/" указывают направление тока смещения квантов электрического поля (квантов заряда). Вначале, образуя возмущение, ток электрического смещения течет в одну сторону, в конце возмущения - в обратную, т. е. в результате смещения квантов поля возникает область с избытком в один квант и область с недостатком - дырка, которые, распространяясь как поперечное возмущение, представляют вихревое электрическое поле. Движение фотона связано с волнами де Бройля, т. е. движение сопровождается возникновением вторичных электромагнитных волн (отражающих поперечную полевую структуру фотона), которые, интерферируя в окружающем пространстве, гасят друг друга, не излучаясь.

    "Волны де Бройля - волны, связанные с любой движущейся микрочастицей, ..."
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ.
    "... фотон, как и любая другая частица, характеризуется энергией, массой и импульсом."
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.381.

    Фотоны не имеют энергии (массы) покоя, так как волны не могут покоиться.

    "Полная энергия света - это чисто кинетическая энергия, ..."
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1996. Т.1. С.121.
    Т. е. поперечные электромагнитные волны (свет) не имеют потенциальной энергии (кинетическая энергия, представляя электромагнитную волну, не имеет массы покоя). Вихревое электрическое поле не является потенциальным, не обладает потенциальной энергией, так как силовые линии этого поля замкнуты, т. е. оно обладает только магнитной энергией токов электрического смещения, поэтому вся энергия фотонов - чисто магнитная.

    "Электрическое поле, порождаемое переменным магнитным полем, не является потенциальным. Силовые линии этого поля замкнуты. Электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями называется вихревым."
Энциклопедия элементарной физики. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.
    "В частности, электрическое поле, создаваемое системой неподвижных зарядов, является чисто потенциальным. Электрическое поле излучения, в том числе поле в поперечных электромагнитных волнах, является чисто вихревым."
Физическая энциклопедия. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.
    "Исследование свойств переменных магнитных полей, в частности распространения электромагнитных волн, явилось доказательством того, что энергия магнитного поля локализована в пространстве."
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.234.

    "... излучаемая порция электромагнитной энергии сохраняет свою индивидуальность - распространяется и поглощается только целиком, т. е. ведет себя подобно частице."
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.

    Электромагнитные кванты, даже при километровой длине волны, излучаются, распространяются и поглощаются неделимыми порциями и по своим свойствам относятся к стабильным элементарным частицам. Электромагнитные волны дискретны независимо от их типа - TM или TE (продольные или поперечные возмущения).

    "Введение тока смещения в уравнение позволило Максвеллу предсказать существование электромагнитных волн, ..."
Физическая энциклопедия. СМЕЩЕНИЯ ТОК.
    "Иначе говоря, возникает ток смещения, который также будет возбуждать магнитное поле, параллельное оси Y. ... Это и есть электромагнитные волны, или электромагнитные возмущения."
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.15.
    "Электромагнитную индукцию Максвелл интерпретировал как процесс порождения переменным магнитным полем вихревого электрического поля. Вслед за этим он предсказал обратный эффект - порождение магнитного поля переменным электрическим полем ("током смещения")."
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
    "... осями "вихрей" магнитного поля в вакууме служат линии плотности "электрического тока смещения"."
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1998. Т.2. С.274.

    Согласно Максвеллу токи смещения могут течь самостоятельно (без токов проводимости), при этом они всегда замкнуты, например, представляя вихревое электрическое поле. Введение электрического тока смещения в уравнение позволило Максвеллу предсказать существование электромагнитных волн, но в то время он не мог предвидеть квантовую природу полей и дискретность токов, приводящих к одному из следствий - дискретности электромагнитных волн (Максвелл представлял поле в виде эфира, т. е. токи смещения - как эфирные потоки).

    "... в уравнениях не учитывается ни дискретная структура электрических зарядов и токов, ни квантовый характер самих полей."
Физическая энциклопедия. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ.
    Электродинамика, учитывающая квантовую природу полей и дискретность токов, является квантовой, и она стала квантовой с того момента, когда было установлено, что заряды имеют квантовую природу.

    Если в уравнениях учитывать дискретную структуру токов смещения и квантовый характер вихревых полей, расчеты электромагнитных волн становятся дискретными, что соответствует принципу корпускулярно-волнового дуализма. Наименьшее поперечное возмущение (дискретная волна) состоит из двух разноименных областей возмущения в один квант заряда, т. е. поперечный ток смещения образован двумя квантами: I=2ev, где e - квант электрического заряда, v - частота электромагнитной волны. Магнитная энергия тока смещения: E=2Ф₀ I/2=IФ₀  (СИ), где Ф₀ - квант магнитного потока. Коэффициент пропорциональности h=2eФ₀ упрощает выражение: E=IФ₀=2evФ₀=hv. Соотношение между током смещения и массой: mc²=IФ₀, m=IФ₀/c².

    "E=hv. Коэффициент пропорциональности h в этом выражении носит название постоянная Планка."
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.299.
    "Существование кванта магнитного потока отражает квантовую природу явлений магнетизма."
Физический энциклопедический словарь. КВАНТ МАГНИТНОГО ПОТОКА.

    Ток смещения обладает магнитной энергией и, соответственно, массой. Для тока смещения, выраженного через массу, подходит термин "полевой поток", т. е. возмущения не возникают мгновенно, их образование связано с движением (смещением) квантов поля, представляющим полевые потоки. Чем меньше поток, тем более длительный период времени (в процессе распространения возмущения) требуется для образования области возмущения поля в один квант, т. е. чем больше длина волны, тем меньше полевой поток (меньше энергия и масса потока), который связан с дискретным возмущением.

    "Чем больше длина волны, тем меньше энергия и импульс фотона ..."
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.384.

    В основе материи лежит квантовое электрическое поле, кванты которого, смещаясь в виде токов смещения, образуют различные возмущения поля, представляющие элементарные формы материи. Дискретные поперечные возмущения (волны) представляют фотоны, продольные замкнутые - лептоны, продольные замкнутые стоячие - партоны, из которых образованы адроны (протон - из трех партонов). Замкнутые стоячие волны представляют "переменные магниты" и, если частоты совпадают (резонанс), то между ними возникают взаимодействия, которые также зависят от их ориентации (ядерные взаимодействия).

    "По современным представлениям, квантовое поле является наиболее фундаментальной и универсальной формой материи, лежащей в основе всех ее конкретных проявлений."
Физическая энциклопедия. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.
    "... опыты по неупругому рассеянию электронов высоких энергий на нуклонах выявили зернистую ("партонную") структуру протона и нейтрона."
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.552.
    "... кварки являются лишь вспомогательными образами (типа магнитных полюсов в электродинамике), пусть и удобными для описания различных явлений и свойств адронов, но не носящими фундаментального характера."
О физике и астрофизике. В.Л.Гинзбург. 1995. С.62.

 

Квантовое электрическое поле

    "Очень важную роль играет состояние поля с наименьшей энергией, которое называется вакуумом."
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
    "... Дирак предположил, что состоянием с минимальной энергией (вакуумным состоянием) является состояние, в котором все уровни с отрицательной энергией заполнены."
Физическая энциклопедия. ДИРАКА УРАВНЕНИЕ.
    "... опыт показывает, ... у поля выявляются корпускулярные свойства, ..."
Физическая энциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.
    "С современной точки зрения вакуум (вакуумное состояние) обладает некоторыми свойствами обычной материальной среды."
Физическая энциклопедия. ЭФИР.
    "... вакуум является универсальной средой, в которой возбуждается электромагнитное поле."
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.11.
    "Такой вакуум нельзя рассматривать как просто пустое место. Физический вакуум является особым состоянием поля с важными физическими свойствами, которые проявляются в реальных процессах."
Энциклопедия элементарной физики. ВАКУУМ.

    Т. е. нет пустоты, с современной точки зрения вакуум обладает свойствами материальной среды, являясь состоянием поля с наименьшей энергией. Согласно квантовым представлениям в вакууме могут образовываться состояния (возмущения) с положительными или отрицательными уровнями энергии. Физический вакуум является универсальной средой, "абсолютно прозрачной" для любых электромагнитных волн (поперечных, продольных, стоячих), т. е. для частиц вещества. В вакууме, как в диэлектрике, аналогично токам поляризации могут течь электрические токи смещения. Так как могут распространяться поперечные возмущения (волны), кванты поля, совершая колебания как гармонические осцилляторы (отклоняясь от положения равновесия), находятся в связанном состоянии, т. е. кванты поля, представляя элементарные электрические заряды, при возмущениях поля смещаются (ток смещения) в зависимости от ориентации возмущений в продольном или поперечном направлении. Хотя на сегодня известны многие свойства квантового поля, вопрос о его физической природе остается открытым.

    "Представим, что все пространство заполнено связанными между собой гармоническими осцилляторами. Каждый из них характеризуется координатами точки, в которой он находится. Получившееся поле осцилляторов, очевидно, имеет бесконечно большое число степеней свободы. В рассматриваемой системе могут распространяться волны колебаний этих связанных между собой осцилляторов. При переходе к квантовой механике классические величины, характеризующие каждый осциллятор (например, отклонение от положения равновесия), становятся операторами, а с каждой волной сопоставляется (согласно корпускулярно-волновому дуализму) частица, обладающая такими же, как и волна, энергией и импульсом (а следовательно, и массой). Эту частицу нельзя отождествлять ни с одним из осцилляторов поля в отдельности: она представляет собой результат процесса, захватывающего бесконечно большое число осцилляторов, и описывает некое возбуждение поля. Т. о., изучение поля можно свести к рассмотрению квантованных волн (или частиц) возбуждений, их рождения и поглощения."
Физический энциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.

    Физический вакуум (электродинамический вакуум) - это квантовое электрическое поле, существующее в каждой точке пространства, но там, где нет возмущений поля, находящееся в нулевом вакуумном состоянии. Другие поля представляют различные формы проявления электрического поля. Например, магнитные силы возникают как релятивистский эффект. Ядерные силы - резонансные процессы, связанные с партонной структурой адронов, резонанс усиливает электромагнитное взаимодействие, делая его сильным, но зависимым от ориентации спина. Гравитация - результат флуктуаций поля, флуктуационные колебания подталкивают тела к сближению. Элементарные частицы материи представляют возбужденные состояния поля.

    "Магнетизм - особая форма взаимодействия электрических токов ..."
Физическая энциклопедия. МАГНЕТИЗМ.
    "В результате магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических зарядов ..."
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
    "Таким образом, появление магнитного поля токов есть чисто релятивистский эффект и никакой новой физической субстанции (например, в виде магнитных зарядов) появляться не должно, что и подтверждается экспериментально."
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.299.
    "Ядерные силы формируются вкладами центральных, спин-орбитальных и тензорных компонент. Силы нуклон-нуклонного взаимодействия зависят от взаимной ориентации спинов нуклонов."
Субатомная физика. Б.С.Ишханов. 1994. С.25.
    "При описании ядерных реакций, идущих через составное ядро, использовались теории резонансных ядерных процессов ..."
Физическая энциклопедия. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.
    "В этой теории гравитационное взаимодействие - не фундаментальное взаимодействие, а результат квантовых флуктуаций всех других полей. В настоящее время достигнут большой прогресс в этом направлении ..."
Физическая энциклопедия. ГРАВИТАЦИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.

    Рассматривая гравитационное взаимодействие не как фундаментальное взаимодействие, а как результат флуктуаций поля, процесс можно представить так: под действием массы тела в окружающем пространстве (в вакууме) уменьшается скорость света (скорость распространения возмущений поля) и возникает разность давления колебаний электрического поля флуктуационного характера, в результате происходит притяжение тел, т. е. со стороны тела скорость (амплитуда) флуктуаций меньше. Вещество "трясет" от флуктуационных колебаний поля, которые в веществе частично превращаются в реальные продольные и поперечные электромагнитные волны, при этом уменьшается "температура" поля. Возникшие поперечные волны заметно разогревают большие массы вещества, продольные замкнутые волны (нейтральные лептоны) проникают через вещество, почти не взаимодействуя с ним, унося с собой энергию, полученную из вакуума (поля). Электромагнитные волны, распространяясь в пространстве, затухают (краснеют), передавая (возвращая) энергию колебаний полю.

    "Для луча, проходящего вблизи Солнца, эта дополнительная задержка составляет около 2*10^-4 сек."
Физическая энциклопедия. ТЯГОТЕНИЕ.
    Т. е. вблизи массы уменьшилась "температура" полевой среды (аналогия: в холодной воздушной среде звук распространяется медленнее), что создает разность давления колебаний поля флуктуационного характера.

    "Однако существуют нулевые колебания поля флуктуационного характера, энергия которых бесконечна, так как число степеней свободы поля бесконечно велико."
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
    "... вакуумное, или низшее по энергии, состояние следует представлять не в виде "пустого" пространства, а как своеобразную среду флуктуирующих с большой амплитудой полей."
Физическая энциклопедия. ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТ.
    Чем выше "температура" вакуумной (полевой) среды, тем больше амплитуда флуктуаций.
 
    Элементарные частицы также имеют полевое происхождение, представляя возбужденные состояния квантового электрического поля, например, электрон - это дискретное отрицательное возмущение поля в один квант заряда, движущееся по орбите в виде продольной замкнутой волны (на орбите укладывается одна длина волны L=h/mc) с радиусом R=h/2пmc (ток всегда замкнут), магнитный момент замкнутого тока M=Re/2=eh/4пmc (магнетон Бора). В поле может происходить рождение как частиц, так и античастиц, например, гамма-фотон, состоящий из двух разноименных областей возмущения, может при столкновении распадаться на положительное и отрицательное возмущение, т. е. на позитрон и электрон.

    "... замкнутые токи и связанные с ними магнитные моменты."
Физическая энциклопедия. МАГНЕТИЗМ МИКРОЧАСТИЦ.
    "Рождение электрон-позитронных пар происходит, в частности, при прохождении гамма-фотонов через вещество."
Курс физики. И.В.Савельев. 1989. Т.3. С.277.
    "В квантовой теории также есть предел локализации частицы - ее комптоновская длина волны l=h/2пmc, ..."
Физическая энциклопедия. ГРАВИТАЦИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.
    "Например, если полю, находящемуся в вакуумном состоянии, сообщить достаточную энергию, то произойдет его возбуждение - рождение частицы, ..."
Энциклопедия элементарной физики. ВАКУУМ.
    "В таком подходе частицы выступают как возбужденные состояния системы (поля)."
Физическая энциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.

    Элементарные частицы (возбужденные состояния поля) при движении возмущают поле. Например, если на пути частицы находятся щели, то частица проходит только через одну из них, тогда как связанное с ней возмущение поля, распространяясь в виде волны, проходит через несколько щелей, образуя дифракционную картину поля, влияющую на движение частицы (на движение частиц могут влиять только поля). Т. е. другие щели, через которые проходит возмущение, также участвуют в прохождении частицы. Волны де Бройля - это возмущения, отражающие полевую структуру движущихся частиц, индукционно связанные с ними и влияющие на их движение, например, при огибании волнами препятствий (полевая интерпретация волн де Бройля, т. е. проявление волновых свойств частиц с точки зрения полевых представлений).
 
    Любое движение в полевой среде создает возмущение и поэтому связано с волнами.
    "Волны де Бройля - волны, связанные с любой движущейся микрочастицей, ..."
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ.
    Независимо от того, имеет частица массу покоя или нет, т. е. с фотонами также связаны волны де Бройля электромагнитной природы.

    "Большая часть нейтронно-оптических явлений имеет аналогию с оптическими явлениями, несмотря на различную природу полей нейтронного и светового излучений."
Физическая энциклопедия. НЕЙТРОННАЯ ОПТИКА.
    "... дифракция микрочастиц ничем не отличается от закономерностей дифракции рентгеновских лучей и дифракции волн других диапазонов. ... удалось наблюдать и дифракцию атомов и молекул."
Физический энциклопедический словарь. ДИФРАКЦИЯ МИКРОЧАСТИЦ.
    "Явление же дифракции доказывает, что в прохождении каждого электрона участвуют оба отверстия - и первое и второе."
Курс физики. И.В.Савельев. 1989. Т.3. С.55.

    "Заряженная частица вызывает кратковременную поляризацию вещества в окрестностях тех точек, через которые она проходит при своем движении. Поэтому молекулы среды, лежащие на пути частицы, становятся кратковременно действующими когерентными источниками элементарных электромагнитных волн, интерферирующих при наложении. Если V<v=c/n, то элементарные волны гасят друг друга. ... при равномерном прямолинейном движении заряженной частицы в веществе с "досветовой" скоростью частица не излучает."
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.400.
    Также электрический диполь не излучает при равномерном движении, вызывая по ходу движения поляризацию в виде возмущения, которое отражает его полевую структуру.

    Равномерное движение заряженных частиц в вакууме вызывает кратковременное возмущение электрического поля в окрестностях тех точек, через которые они проходят, т. е. движение сопровождается возникновением электромагнитных волн, которые, интерферируя, гасят друг друга, не излучаясь, получается, что движение в полевой среде связано с волнами, которые не излучаются при равномерном движении. Нейтральные частицы состоят из возмущений поля, и также вызывают в окрестностях тех точек поля, через которые они проходят, возникновение волн, которые не излучаются и отражают полевую структуру движущихся частиц. Аналогичные процессы протекают при движении волновых возмущений по орбитам, на которых укладываются целые длины волн, т. е. возникающие вторичные волны, интерферируя, гасят друг друга, не излучаясь, на самих же орбитах при синфазном движении волны себя не гасят.
 
    Частицы материи при движении обладают кинетической энергией, а так как кинетическая энергия имеет массу и она связана с движущимися частицами, то можно сказать, что увеличивается масса частиц, хотя масса покоя остается прежней (кинетическая энергия не имеет массы покоя). При торможении частицы теряют кинетическую энергию, например, в виде испускания фотонов, которые уносят массу кинетической энергии. Фотоны не имеют массы покоя, потенциальной энергии, они обладают только кинетической энергией, релятивистской массой. Дополнительной релятивистской массой также обладают движущиеся частицы, имеющие массу покоя, так как при их движении в окружающем пространстве возникают возмущения в виде волн де Бройля (волны всегда обладают энергией), в которых находится кинетическая энергия - релятивистская масса. Природа волн де Бройля электромагнитная, это видно, например, из формулы длины волны де Бройля L=2eФ₀/p (СИ), где e - квант электрического заряда, Ф₀ - квант магнитного потока, p - импульс. Квантовый электромагнитный коэффициент пропорциональности h=2eФ₀ (постоянная Планка) упрощает выражение: L=h/p - это формула длины волны электромагнитного кванта, волны де Бройля (электромагнитный квант - порция электромагнитной энергии). Когда частица под действием поля увеличивает скорость движения, она забирает с собой часть энергии (массы) поля (возмущения) в виде волны де Бройля, т. е. как бы движутся вместе две частицы: сама частица (имеющая массу покоя) и волна де Бройля - электромагнитный квант (не имеющий массы покоя), который может начать распространяться самостоятельно при торможении частицы.

    "Поскольку энергия фотона равна разности начальной и конечной энергий электрона, спектр тормозного излучения имеет резкую границу при энергии фотона, равной начальной кинетической энергии электрона."
Физическая энциклопедия. ТОРМОЗНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ.

 

Ориентация спина дискретной поперечной волны

    Теоретически считается, что спин фотона имеет продольную ориентацию, но такая точка зрения не имеет экспериментального подтверждения, так как нет таких экспериментов, из которых бы следовало, что спин фотона ориентирован по направлению движения или против. С другой стороны аннигиляцию электрона и позитрона с образованием трех фотонов можно объяснить, если спины разлетающихся фотонов ориентированы поперечно движению, только тогда не нарушается закон сохранения кинетического момента системы, например, сохраняется векторная сумма моментов до аннигиляции и после.

                                    1
электрон + позитрон --> три фотона   \__ 2
                                     /
                                    3

    Если спины всех фотонов ориентированы по направлению движения (или против), сумма равна 0. Если спины двух фотонов - по направлению движения и один - против (или, соответственно, наоборот), сумма равна 2. Согласно закону сохранения момента количества движения системы после реакции должен сохраняться суммарный спин, равный 1, а такое возможно только в том случае, когда спины разлетающихся фотонов ориентированы поперечно движению (перпендикулярно плоскости разлета), например, у двух фотонов - в одну сторону и у одного - в противоположную. Т.о. это еще раз подтверждает тот факт, что у поперечных возмущений момент импульса всегда имеет поперечную ориентацию.

    "Важнейшими законами сохранения, справедливыми для любых изолированных систем, являются законы сохранения энергии, импульса, момента количества движения, электрического заряда."
Физический энциклопедический словарь. СОХРАНЕНИЯ ЗАКОНЫ.
    "Спин J связан со строгими законами сохранения момента количества движения и поэтому является точным квантовым числом."
Физическая энциклопедия. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.
    "Спин J - собственный момент импульса частицы, измеряется в единицах h^~ и принимает целые и полуцелые значения."
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.540.

 

Кварковые модели и экспериментальные факты

    "Законченная теория адронов и сильного взаимодействия между ними пока отсутствует, однако имеется теория, которая, не являясь ни законченной, ни общепризнанной, позволяет объяснить основные свойства адронов. Эта теория - квантовая хромодинамика, ... Возможно, что адроны являются как бы пузырьками кваркового газа в плотном вакууме, создаваемом флуктуациями глюонного поля."
Физический энциклопедический словарь. СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.
    "Адрон представляется как пузырь, удерживаемый внутренним движением почти свободных кварков и глюонов от схлопывания из-за внешнего давления вакуума. ... Модель мешков не является внутренне согласованной: из-за жесткой формы мешка в ней не соблюдается принцип причинности, ..."
Физическая энциклопедия. КВАРКОВЫЕ МОДЕЛИ.
    "... кварки d, s, b  с электрическим зарядом -1/3 ... Протон состоит из двух n-кварков и одного d-кварка ..."
Общий курс физики. Ядерная физика. Д.В.Сивухин. 1996. Ч.2. С.399.

    Исследования по распределению электрических зарядов в нуклонах показали, что внутри протона нет объектов с отрицательными зарядами (d-кварков), т. е. нет распределения положительных и отрицательных зарядов, как в нейтроне; это является доказательством несостоятельности некоторых воображаемых теорий, несмотря на "жесткую форму мешка с цветными кварками и давление плотного вакуума на пузырь".

    "Физики стоят на прочном фундаменте фактов, а не на сыпучем песке воображаемых гипотез."
Э.Резерфорд.
    "Исследования рассеяния электронов и гамма-квантов на протоне позволили найти пространственное распределение электрического заряда и магнитного момента протона ..."
Физическая энциклопедия. ПРОТОН.
    "Электромагнитные свойства нейтрона определяются наличием у него магнитного момента, а также существующим внутри нейтрона распределением положительных и отрицательных зарядов и токов."
Физический энциклопедический словарь. НЕЙТРОН.
    "Согласно эксперименту, распределение плотности магнитного момента нейтрона с точностью порядка нескольких процентов совпадает с распределением плотности электрического заряда протона ..."
Физическая энциклопедия. НЕЙТРОН.

    Внутри нуклонов экспериментально обнаружено только распределение полей и токов, т. е. они имеют прозрачную полевую структуру, что является прямым доказательством полевой природы элементарных частиц.

    "... нуклоны обладают сложной внутренней структурой, т. е. внутри них существуют электрические токи, ... Внутренняя электромагнитная структура нейтрона проявляется при рассеянии электронов высокой энергии на нейтроне ..."
Физический энциклопедический словарь. НЕЙТРОН.
    Т. е. экспериментально обнаружена внутренняя электромагнитная структура нейтрона.

    Большие группы резонансных частиц с разными свойствами состоят из одной комбинации кварков и, с точки зрения КХД, совершенно одинаковы.
    Нет однозначности с кварковым составом, непонятно, как его вычислять по "умным" формулам; например, у Эта(0)-мезона шесть кварков в формулах, мало того, - три формулы кваркового состава:

(uu^~ + dd^~ - 2ss^~)/sqrt(6)
Физическая энциклопедия. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.
uu^~, dd^~, ss^~
Физические величины (справочник). 1991. С.972.
с₁(uu^~ + dd^~) + с₂(ss^~)
Субатомная физика. Б.С.Ишханов. 1994. С.206.

    То ли вычитать и делить, то ли складывать и умножать? Также присутствие ss^~ - скрытой странности - противоречит экспериментальным фактам.

    "Между тем имеются барионы, составленные из трех одинаковых кварков с одинаковой ориентацией спина ..."
Физическая энциклопедия. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.

    Открытие Омега(-)-гиперона показало, что "предсказания" КХД не совпадают с экспериментальными фактами. Тип с кварковым составом sss и одинаковой ориентацией спина, согласно КХД, должен иметь спин 3/2, а из всех реакций рождения и распада с участием Омега(-)-гиперона видно, что его спин всегда равен 1/2.
 
    Омега(0)c-гиперон, имеет спин 1/2, распадается:
Сигма(+)-гиперон  + Ка(-)-мезон + Ка(-)-мезон + Пи(+)-мезон
Кси(-)-гиперон    + Ка(-)-мезон + Пи(+)-мезон + Пи(+)-мезон
Омега(-)-гиперон  + Пи(+)-мезон
Омега(-)-гиперон  + Пи(-)-мезон + Пи(+)-мезон + Пи(+)-мезон

    Кси(0)c-гиперон, имеет спин 1/2, распадается:
Лямбда(0)-гиперон + Ка(0)-мезон
Кси(-)-гиперон    + Пи(+)-мезон
Кси(-)-гиперон    + Пи(+)-мезон + Пи(+)-мезон + Пи(-)-мезон
Омега(-)-гиперон  + Ка(+)-мезон

    Омега(-)-гиперон распадается:
Лямбда(0)-гиперон + Ка(-)-мезон
Кси(0)-гиперон    + Пи(-)-мезон
Кси(-)-гиперон    + Пи(0)-мезон
Кси(-)-гиперон    + Пи(+)-мезон + Пи(-)-мезон

    Ка(-)-мезон + протон --->
Омега(-)-гиперон  + Ка(+)-мезон + Ка(0)-мезон

Реакции взяты из "Review of Particle Physics" (1996)

    Т. е. при рассмотрении реакций с участием Омега(-)-гиперона только в случае, если спин 1/2, проблем с сохранением спина ни в одной из реакций не возникает, поэтому экспериментально установлено, что при расчете реакций спин Омега(-)-гиперона берется равным 1/2. В реакциях не наблюдается образование мезоатомов, т. е. дополнительные орбитальные моменты отсутствуют.

    "Квантовые числа элементарных частиц разделяются на точные, т. е. сохраняющиеся во всех процессах, и неточные, которые в ряде процессов не сохраняются. Спин J - точное квантовое число."
Физический энциклопедический словарь. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.

    Согласно КХД частица глюон, переносящая цветовой заряд и, соответственно, обладающая энергией цветового поля, не имеет массы покоя. Противоречие: заряженная частица не может двигаться со скоростью света, так как она обладает потенциальной энергией поля и, соответственно, имеет массу (энергию) покоя.

    "... эти поля, являясь "цветными", обладают "цветовым зарядом" ..."
Физический энциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ ХРОМОДИНАМИКА.

    Доводы в КХД и правдоподобность:
    "Приводились доводы экспериментального и теоретического характера, согласно которым силы взаимодействия между кварками не ослабевают с расстоянием. Если это так, то для отделения их друг от друга требуются бесконечно большие энергии, при которых такое отделение делается невозможным. Все это - только предположения, ни в какой степени не претендующие на достоверность и даже правдоподобность."
Общий курс физики. Ядерная физика. Д.В.Сивухин. 1996. Ч.2. С.404.

    К кваркам и "цветовым зарядам", видимо, надо относиться также, как к гипотетическим "магнитным зарядам", существующим только в теории.

    "Магнитный заряд, вспомогательное понятие, вводимое при расчетах статических магнитных полей. Магнитный заряд, в отличие от электрических зарядов, реально не существует, ... но попытки обнаружить магнитные заряды продолжаются."
Физический энциклопедический словарь. МАГНИТНЫЙ ЗАРЯД.
    "Вместе с тем это еще не доказывает, что кварки существуют. Например, магнитная стрелка ведет себя так, как если бы на ее концах находились магнитные полюса. Фактически же никаких магнитных полюсов не существует и все сводится к токам ..."
    "... кварки являются лишь вспомогательными образами (типа магнитных полюсов в электродинамике), пусть и удобными для описания различных явлений и свойств адронов, но не носящими фундаментального характера."
    "Осторожность в вопросе о существовании кварков и фундаментальности кварковой картины проявляют и физики, активно занимающиеся этой проблемой."
    "Не является ли более привлекательной картина, в которой адроны представляют собой сложные динамические системы, имеющие общие черты с атомами ..."
О физике и астрофизике. В.Л.Гинзбург. 1995. С.61.

    Согласно волновой теории элементарные частицы представляют собой орбитально-волновые системы, где на орбитах укладываются целые длины волн, как в атомах. Т. е. материя на всех уровнях имеет орбитальное строение, но в микромире при рассмотрении орбитальных систем необходимо учитывать проявление ее волновых свойств. Хотя орбитальное строение является естественным для материи, оно во все времена воспринималось с трудом (в физике материалистические взгляды всегда одерживали верх над умозрительными идеалистическими представлениями).

    "... полное теоретическое понимание механизма образования адронов из кварков в настоящее время отсутствует."
Математическая физика. Энциклопедия. КВАРКОВАЯ МОДЕЛЬ.
    "В целом проблема построения последовательной кварковой модели не решена."
Физическая энциклопедия. КВАРКОВЫЕ МОДЕЛИ.
    "... Аристотель отдавал предпочтение умозрительным представлениям и не считал опыт главным критерием достоверности знания. Учение Аристотеля, канонизированное церковью, надолго затормозило развитие науки."
    "Накоплен огромный экспериментальный материал по взаимодействиям и превращениям элементарных частиц. Произвести же теоретическое обобщение всего этого материала с единой точки зрения пока не удается. Остается нерешенной проблема определения спектра масс элементарных частиц."
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.

    Исходя из квантовых представлений о полевой природе элементарных частиц, обобщив экспериментальные материалы по их взаимопревращениям, в рамках волновой теории удалось последовательно, с единой точки зрения объяснить свойства и решить проблему определения спектра масс элементарных частиц.

    "Выявление определенной степени единства вещества и поля привело к углублению представлений о структуре материи."
Физическая энциклопедия. ВЕЩЕСТВО.

 

Электродинамические взаимодействия

    Магнитные силы представляют проявление электрических действий, вызванных движущимися зарядами. Возникновение силы связано с эффектом запаздывания распространения возмущений электрического поля. Для упрощения учета этого эффекта введена дополнительная характеристика, которая называется индукцией магнитного поля.

    "Если какой-нибудь заряд переместился из одной точки в другую, то, очевидно, силы, действующие со стороны этого заряда на другие заряды, изменятся. При непрерывном движении заряда эти силы также должны меняться непрерывно; однако, если распространение действия заряда совершается с конечной скоростью, это изменение будет отставать от перемещения заряда, что приводит к значительным усложнениям теории действия электрических сил. Чтобы учесть специфические эффекты, возникающие при наличии движущихся зарядов, вводится дополнительная характеристика, которую мы и назвали индукцией магнитного поля.
    Введение этой характеристики позволяет существенно упростить всю теорию электрических явлений и не задумываться о том, что электрическое воздействие распространяется в пространстве с конечной скоростью.
    Так как приходится пользоваться двумя понятиями: напряженностью электрического поля и индукцией магнитного поля, - то явления, которые мы будем в дальнейшем изучать, получили общее название электромагнитные явления.
    Таким образом, известные еще из школьного курса магнитные силы представляют не что иное, как проявление электрических действий, вызванных движущимися зарядами. В природе не существует никаких особых магнитных зарядов, а есть только электрические заряды двух типов, условно называемые положительными и отрицательными.
    В заключение заметим, что в выражении для силы Лоренца не случайно стоит коэффициент с. Его значение соответствует скорости света в вакууме, а это как раз та самая максимальная скорость, с которой может распространяться электрическое поле заряда, возникшего в данной точке пространства."
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.250. (§7.1)

    "Запаздывание изменений взаимодействия электрических зарядов при их ускоренном движении доказывает справедливость теории близкодействия, т. е. существование электрического поля как материального объекта, способного действовать на электрические заряды. Скорость света есть скорость распространения изменений, возникающих в электрическом поле при ускоренном движении электрических зарядов."
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.133.

    Скорость света есть скорость распространения изменений (возмущений) в электрическом поле. Согласно релятивистской теории скорость света является предельной скоростью, поэтому магнитное поле можно рассматривать как релятивистский эффект.

    "Магнитное поле как релятивистский эффект. До сих пор мы рассматривали магнитное поле как реальность, пользуясь для его обнаружения магнитной стрелкой. В §7.1 говорилось, что движущиеся заряды взаимодействуют между собой не так, как неподвижные: сказывается запаздывание передачи воздействия одного из них на другой через посредство электрических полей. Однако подробно этот вопрос не рассматривался.
    Постоянные магнитные поля создаются постоянными токами. Картина получается стационарной, и, казалось бы, никакого запаздывания учитывать не надо."
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.298.
    "Всякое возмущение в пространстве распространяется со скоростью не выше скорости света. В частности, электрическое поле при смещении точечного заряда не просто переместится вместе с зарядом, как в случае бесконечно большой скорости распространения поля, а меняется более сложным образом. Возникают эффекты, связанные с запаздыванием появления поля на больших расстояниях от заряда, которые могут быть описаны введением индукции магнитного поля."
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.300.

    Постараюсь наглядно, насколько это возможно, описать процессы, возникающие при движении зарядов.
 
    Согласно релятивистской теории возмущения не распространяются мгновенно, для возникновения возмущения требуется определенное время. При движении заряда возмущение поля, возникая в том месте, куда переместился заряд, и одновременно исчезая в том месте, откуда он переместился, образует в пространстве объемные токи электрического смещения, которые имеют обратное направление.

    "... полный ток через любую замкнутую поверхность всегда равен нулю. ... полные токи всегда замкнуты. Токи проводимости, если они не замкнуты, замыкаются токами смещения."
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.8.
    Отсюда следует, что движение заряда всегда сопровождается обратными токами смещения, вытекающими из одних замкнутых поверхностей и втекающими в другие, которые заряд условно пересекает при своем движении.

    "... ток смещения по своей сути - это изменяющееся со временем электрическое поле."
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.250.
    При движении заряда в пространстве изменяется электрическое поле, что приводит к возникновению вихревого электрического поля - переменного тока смещения.
 
    Ток смещения - это распространение возмущений (изменений) электрического поля. Ток смещения распространяется со скоростью света и является такой же физической реальностью, как и поле. Токи смещения в диэлектрической среде образуют поляризационные токи, которые можно представить линиями индукционных токов.

    "Ток смещения входит в Максвелла уравнения на равных правах с током, обусловленным движением зарядов."
Физический энциклопедический словарь. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.
    "Ток смещения, в отличие от тока проводимости, не сопровождается выделением теплоты."
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.290.
    Т. е. - "идеальная проводимость", поэтому напряженность электрического поля возникает только при изменении тока смещения, как вихревое электрическое поле.

   . ---<--- .
  /           \
 /   .--<--.   \ Обратный ток электрического смещения
\/  /       \  /\
 \ (  .-<-.  ) /
  \_\ \   / /_/
   _(-)->-(+)_   Движущийся положительный заряд ---->
  / / /   \ \ \
 / (  `-<-'  ) \
/\  \       /  \/
 \   `--<--'   / Обратный ток электрического смещения
  \           /
   ` ---<--- '

    На рисунке знаком (+) обозначена область, куда переместился положительный заряд и где возникает возмущение, т. е. распространяется положительное возмущение электрического поля. Знаком (-) обозначена область, где раньше был заряд и где исчезает возмущение, т. е. распространяется отрицательное возмущение. Обратные токи смещения, образованные распространением двух разноименных областей возмущения, возникающих при движении заряда, изображены линиями токов смещения, стрелки - направление токов, как векторная сумма распространяющихся возмущений от двух разноименных областей. Надо заметить, что ток смещения "стекает" в(-)-область, хотя возмущение распространяется из(-)-области (аналогия с током проводимости, где электроны движутся в одну сторону, но принято считать, что ток течет в другую). Распространение возмущения из(+)-области совпадает с направлением тока смещения. Обратные токи можно реально наблюдать в диэлектрической среде как поляризационные токи при движении в ней электрического заряда. Токи смещения, порожденные движущимися зарядами, как и возмущения поля, распространяются в пространстве независимо от источников с одной и той же скоростью, равной скорости света. При движении цепочки зарядов поперечные токи смещения, имеющие встречное направление, взаимонейтрализуются, образуя постоянный обратный ток смещения:

 .-<-.  .-<-.  .-<-.
\/   /\\/   /\\/   /\
`.->-.'`.->-.'`.->-.'
/\   \//\   \//\   \/
 `-<-'  `-<-'  `-<-'

 .-<------<------<-.
\/                 /\
`.->------>------>-.'
/\                 \/
 `-<------<------<-'

    Ток проводимости представляет из себя движение зарядов и, если рядом с проводником тока расположить, например, сверхпроводящий контур, то в нем, за счет обратного объемного тока электрического смещения, синхронно, но в обратном направлении возникает индукционный ток.

    "... вихревое поле без каких бы то ни было добавочных сил может вызвать непрерывное течение электричества по замкнутым проводам. Это течение и наблюдается в виде индукционных токов."
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.252.

    Также самоиндукция связана с обратными токами смещения, с запаздыванием распространения возмущений. При остановке зарядов обратные токи смещения, еще некоторое время продолжая течь (как возмущения поля), воздействуют на заряды.
 
    Обратные объемные токи электрического смещения, сопровождающие движение одних зарядов, влияют на движение других зарядов, которые представляют движение возмущений поля. Процесс напоминает разворачивание фронтов возмущений поля в волнах - преломление электромагнитных волн на границе двух сред, только роль среды выполняют объемные токи электрического смещения с различной плотностью и направлением (плотность обратного объемного тока смещения зависит от расстояния до проводника с током).

    "... прямой ток создает вокруг себя поле, индукция которого уменьшается обратно пропорционально расстоянию от проводника."
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.294.

    Условно можно представить реку, в которой поток с одной стороны движется быстрее, чем с другой. Движение по такой реке за счет постоянного разворачивающего момента приводит к движению по кругу, что соответствует правилу левой руки (сила Лоренца). Т. е. неравномерность потока разворачивает фронт возмущения, изменяя направление его движения.

    "Не изменяя модуля скорости частицы, а лишь изменяя ее направление, сила Лоренца не совершает работы."
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.234.

    Запаздывание распространения возмущений электрического поля при движении зарядов приводит к возникновению обратных токов смещения. Т. е. всякие движущиеся электрические заряды создают в окружающем пространстве обратные объемные токи электрического смещения. Магнитные явления - это взаимодействия обратных объемных токов электрического смещения с зарядами. С другой стороны, чтобы не задумываться о том, что электрическое воздействие (возмущение) распространяется в пространстве с конечной скоростью, условно, для упрощения, вводятся линии магнитной индукции и рассматривается взаимодействие с ними электрических токов, применяя правила левой/правой руки и пр. Условность линий магнитной индукции в том, что они не являются линиями действия силы; например, направление магнитной силы, возникающей между параллельными проводниками с током, не совпадает с направлением линий магнитной индукции.

    "Прямая, вдоль которой направлена сила, называется линией действия силы."
Физическая энциклопедия. СИЛА.

    Также по линиям магнитной индукции, например, невозможно определить направление силы, действующей на покоящийся электрический заряд в момент включения электромагнита в случае, когда магнит и заряд находятся в покое, т. е. по условным линиям магнитной индукции невозможно определить направление силы, действующей на покоящийся заряд в переменном магнитном поле. Представляя магнитное поле естественным образом - линиями токов смещения, таких проблем не возникает. По силе, действующей на покоящийся электрический заряд в момент включения электромагнита, можно определить направление тока смещения в конкретной точке магнитного поля. Дискретность токов смещения приводит к дискретности магнитных потоков.
 
    Для примера рассмотрим эксперимент, где электромагнитная индукция возникает "без магнитного поля".
    В центральной точке между двумя электромагнитами, где магнитное поле равно нулю, установлен пробный электрический заряд.

[N] (+) [S]

[N] и [S] - полюса двух электромагнитов,
(+) - пробный положительный электрический заряд.

    Если электромагниты выключать по отдельности, то на заряд будет действовать сила, направленная вверх.

    "Электромагнитная индукция - возникновение электрического поля, электрического тока или электрической поляризации при изменении во времени магнитного поля или при движении материальных сред в магнитном поле."
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ.
    "... изменяющееся во времени магнитное поле порождает электрическое поле ..."
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.249.

    При одновременном выключении электромагнитов на заряд также будет действовать сила, направленная вверх, хотя магнитное поле в точке, где находится заряд, всегда будет оставаться равным нулю. Т. е. в точке, где находится заряд, магнитное поле не изменяется и всегда равно нулю, но тогда почему на заряд действует сила? Парадокс с электромагнитной индукцией можно объяснить, если представить магнитное поле токами смещения. В точках, где плотность токов смещения с разных сторон одинакова, сила Лоренца не возникает, т. е. нет магнитной индукции и обнаружить поле можно только по силе, действующей на заряд в момент включения и выключения электромагнита.

    "... Максвелл приписал току смещения лишь одно - способность создавать в окружающем пространстве магнитное поле."
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.250.
    Там, где ток смещения, - там магнитное поле и наоборот.

    Ток смещения между обкладками конденсатора создает магнитное поле, у которого линии магнитной индукции имеют противоположное направление, т. е. видно, что сам ток смещения представляет магнитное поле. Например, сверхпроводящий контур между обкладками конденсатора имеет противоположное направление тока, так как токи смещения между обкладками конденсатора "прямые", а не "обратные".

   .-----.   .-----.   .-----.
   |     |   |     |   |     |
   |     | | |     | | |     |
   `--<--' | `-->--' | `--<--'
------>----|         |---->------
   .--<--. | .-->--. | .--<--.
   |     | | |     | | |     |
   |     |   |     |   |     |
   `-----'   `-----'   `-----'

    Во многих случаях магнитное поле удобнее представлять естественным образом - линиями электрического тока смещения.

    "... осями "вихрей" магнитного поля в вакууме служат линии плотности "электрического тока смещения"."
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1998. Т.2. С.274.

    Переменное магнитное поле - это переменный ток смещения, который проявляется в виде вихревого электрического поля, поэтому:
    "... переменные электрические и магнитные поля не могут существовать друг без друга ..."
Энциклопедия элементарной физики. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
    Например, постоянные токи смещения, образующие магнитное поле, при движении магнита становятся переменными, проявляясь в виде вихревого электрического поля.

    "... переменные во времени электрические и магнитные поля существовать раздельно не могут, они связаны между собой, зависят друг от друга и обусловливают друг друга, образуя две стороны единого целого, ..."
Антенны. И.Н.Корбанский. 1973. С.7.
    Т. е. с одной стороны переменный ток смещения представляет переменное магнитное поле, а с другой стороны проявляется в виде вихревого электрического поля. Например, при торможении заряженной частицы сопровождающий ее ток смещения может начать распространяться самостоятельно, как вихревое электрическое поле, представляя электромагнитную волну, что наблюдается экспериментально в виде тормозного излучения заряженных частиц. Вихревое электрическое поле не является потенциальным, так как силовые линии этого поля замкнуты, т. е. оно не обладает потенциальной энергией электрического поля, поэтому вся энергия электромагнитных волн - это магнитная энергия токов электрического смещения.
    Стационарное электрическое поле и вихревое электрическое поле имеют разные свойства. Стационарное электрическое поле обладает потенциальной энергией электрического поля. Вихревое электрическое поле обладает магнитной энергией токов электрического смещения.

    "В частности, электрическое поле, создаваемое системой неподвижных зарядов, является чисто потенциальным. Электрическое поле излучения, в том числе поле в поперечных электромагнитных волнах, является чисто вихревым."
Физическая энциклопедия. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.

    Хотя приведенное наглядное описание процессов не является достаточно полным и безупречным, оно дает представление о механизме электродинамических взаимодействий (магнитных явлений) и позволяет обойтись без "магнитных" правил левой/правой руки и пр. С другой стороны, более привычно представлять электродинамические взаимодействия через дополнительную характеристику - индукцию магнитного поля, отсюда название - электромагнитные взаимодействия, хотя реально в природе существует только электрическое поле, а магнитное поле, образованное токами смещения, возникает как релятивистский эффект.

    "В результате магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических зарядов (тока) и нестационарности создаваемого ими электрического поля (тока смещения)."
    "Поле, порожденное движущимися зарядами, распространяется в свободное от них пространство независимо от источников с одной и той же скоростью с (рис.1, изображено запаздывание распространения возмущения электрического поля при перемещении заряда)."
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
    "Таким образом, появление магнитного поля токов есть чисто релятивистский эффект и никакой новой физической субстанции (например, в виде магнитных зарядов) появляться не должно, что и подтверждается экспериментально."
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.299.

 

Волновые свойства частиц нарушают принцип относительности

    "Этот постулат был, по-видимому, впервые высказан А.Пуанкаре в 1895."
Физическая энциклопедия. ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ПРИНЦИП.

    В то время еще не было известно, что все микрообъекты одновременно обладают и корпускулярными и волновыми свойствами.

    "Однако если на пути летящих в трубе электронов поставить одну или две щели, то после прохождения их через эти щели на светящемся экране наблюдается чередование темных и светлых полос. Получающаяся картина аналогична дифракционной картине, образующейся после прохождения через щели плоской световой волны. Значит, электроны, встречая на своем пути экраны с щелями, способны дифрагировать, т. е. ведут себя подобно волнам."
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.367.
    "Явление же дифракции доказывает, что в прохождении каждого электрона участвуют оба отверстия - и первое и второе."
Курс физики. И.В.Савельев. 1989. Т.3. С.55.

    Волна одновременно проходит через оба отверстия. Для полевых (волновых) представлений более подходит термин "элементарные волны", нежели "элементарные частицы". Для примера, волна электрона, распространяющаяся со скоростью 1 м/сек, будет иметь характеристики: длину волны 0.727 мм (l=h/mv), частоту 1374 Гц (f=v/l).

    "Корпускулярно-волновой дуализм - важнейшее универсальное свойство природы, заключающееся в том, что всем микрообъектам присущи одновременно и корпускулярные и волновые характеристики."
Физическая энциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.

    Корпускулярно-волновой дуализм - это признание экспериментального факта, что корпускулярные и полевые (волновые) представления равноправны: с одной стороны - поле и волны, с другой - частицы. Например, свет - это электромагнитные волны, с одной стороны, и частицы, с другой.
 
    Полевые (волновые) представления:
    "Электромагнитными волнами называются возмущения электромагнитного поля, распространяющиеся в пространстве."
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.343.
    "Волны, изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в этой среде ..."
Физический энциклопедический словарь. ВОЛНЫ.
    "К волнам можно отнести любые последовательные пространственно-временные изменения поля, ..."
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.
    "Такой вакуум нельзя рассматривать как просто пустое место. Физический вакуум является особым состоянием поля с важными физическими свойствами, которые проявляются в реальных процессах. Например, если полю, находящемуся в вакуумном состоянии, сообщить достаточную энергию, то произойдет его возбуждение - рождение частицы, ..."
Энциклопедия элементарной физики. ВАКУУМ.
    "В таком подходе частицы выступают как возбужденные состояния системы (поля)."
Физическая энциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.

    При применении принципа относительности к полевым (волновым) представлениям релятивистская теория встречается с трудностями.

    "Трудности релятивистской теории - это трудности теории поля, с которыми встречается как релятивистская классическая механика, так и релятивистская квантовая механика."
Физический энциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.

    Т. е. применять принцип относительности позволяют только корпускулярные представления, полевые (волновые) представления приводят к противоречиям, даже когда релятивистские эффекты отсутствуют. Например, элементарные частицы (имеющие массу покоя) с короткой длиной волны отражаются от препятствия, а для наблюдателя, почти покоящегося относительно частиц, длина волны становится во много раз больше размеров препятствия, и волна, не замечая препятствия, огибает его, не отражаясь. Избежать парадоксальных ситуаций с дифракцией, интерференцией частиц можно только в том случае, если длину волны определять не по скорости движения относительно наблюдателя, а по отношению к полю, т. е. огибание волной препятствия не зависит от того, покоится наблюдатель относительно препятствия или волны. Парадоксы с волновыми свойствами частиц возникают при попытке применить принцип относительности к длинам волн (l=h/mv); изменение длины, не совпадая с лоренцевым сокращением, нарушает принцип относительности.

    "Дифракция волн ... - огибание волной препятствия, ..."
Физический энциклопедический словарь. ДИФРАКЦИЯ ВОЛН.
    "... дифракция микрочастиц ничем не отличается от закономерностей дифракции рентгеновских лучей и дифракции волн других диапазонов."
Физический энциклопедический словарь. ДИФРАКЦИЯ МИКРОЧАСТИЦ.
    Что экспериментально наблюдается в электронных микроскопах.

    "Вакуум в квантовой теории - основное состояние квантованных полей, ..."
Физическая энциклопедия. ВАКУУМ.
    "... в систематическом изложении КТП можно отправляться и от полевых, и от корпускулярных представлений."
Физическая энциклопедия. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.

    Например, СТО отправляется от корпускулярных представлений, ОТО также и от полевых, наделяя пространство физическими свойствами, как одну из форм материи:
    "Резюмируя, можно сказать, что общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами; таким образом, в этом смысле эфир существует. Согласно общей теории относительности пространство немыслимо без эфира; действительно, в таком пространстве не только было бы невозможно распространение света, но и не могли бы существовать масштабы и часы и не было бы никаких пространственно-временных расстояний в физическом смысле слова."
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.
    "... каждая же теория близкодействия предполагает наличие непрерывных полей, а следовательно, существование "эфира"."
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1966. Т.2. С.154.

    Т. е., согласно теории Эйнштейна, в пространстве, не обладающем физическими свойствами, невозможно распространение электромагнитных волн (света). Примитивные представления об эфире, как идеальном газе или жидкости, на сегодня серьезно не рассматриваются, с современной точки зрения физический вакуум (квантовое поле) является достаточно сложной формой материи, обладающей некоторыми свойствами обычной материальной среды.

    "С современной точки зрения вакуум (вакуумное состояние) обладает некоторыми свойствами обычной материальной среды."
Физическая энциклопедия. ЭФИР.
    Т. е. вакуум - это материальная среда, представляющая состояние поля с наименьшей энергией.

    "Поскольку, согласно теории относительности, взаимодействие передается (распространяется) с конечной скоростью, должен существовать физический агент, переносящий взаимодействие; таким агентом является физическое поле."
Физический энциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.

    Несмотря на экспериментальные факты, доказывающие, что корпускулярно-волновой дуализм - это важнейшее универсальное свойство природы и все микрообъекты одновременно обладают и корпускулярными и волновыми свойствами, до сих пор встречаются идеалисты, не желающие признавать материальность поля, пытающиеся объяснить дифракцию, интерференцию, поляризацию и другие волновые свойства не полевыми, а односторонними корпускулярными представлениями.

    Микротела "не похожи ни на что из того, что вам хоть когда-нибудь приходилось видеть".
Фейнмановские лекции по физике. Вып.3. Гл.37. Мир.1965.

    То, что принцип относительности не распространяется на полевые (волновые) представления, не означает отказ от релятивистских принципов, таких, как предельность скорости света и вытекающие отсюда релятивистские эффекты: рост массы, замедление времени. С другой стороны, например, в микромире, где проявляются волновые свойства материи, не всегда можно применять принцип относительности.

    "Однако опыт показывает, что на малых расстояниях, в атомных масштабах, это различие исчезает: у поля выявляются корпускулярные свойства, у частиц - волновые."
Физическая энциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.

---